RU2393987C2 - Method of obtaining heavy water-d2 from underground water - Google Patents
Method of obtaining heavy water-d2 from underground water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393987C2 RU2393987C2 RU2008132431/12A RU2008132431A RU2393987C2 RU 2393987 C2 RU2393987 C2 RU 2393987C2 RU 2008132431/12 A RU2008132431/12 A RU 2008132431/12A RU 2008132431 A RU2008132431 A RU 2008132431A RU 2393987 C2 RU2393987 C2 RU 2393987C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- deuterium
- production
- gas
- hydrogen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству воды, а именно воды тяжелой-D2, и может найти применение в добывающей отрасли, в химическом производстве, а также в отраслях промышленности топливно-энергетического комплекса.The invention relates to the production of water, namely heavy water-D 2 , and can find application in the extractive industry, in chemical production, as well as in industries of the fuel and energy complex.
Вода тяжелая-D2 (оксид дейтерия - D2O, HDO) - изотопная разновидность воды, в которой легкий атом водорода - протий (стабильный изотоп водорода, в составе ядра содержит один протон, обозначается 1H или Н) - замещен его тяжелым изотопом - дейтерием (стабильный изотоп, в составе ядра содержится один протон и один нейтрон, обозначается как 2Н или D).Heavy water-D 2 (deuterium oxide - D 2 O, HDO) is an isotopic type of water in which a light hydrogen atom is protium (a stable hydrogen isotope containing one proton in the nucleus, denoted by 1 H or H) - is replaced by its heavy isotope - deuterium (stable isotope, the nucleus contains one proton and one neutron, denoted as 2 N or D).
Тяжелая вода и любое другое соединение дейтерия, в котором отношение дейтерия к атомам водорода превышает 1:5000 (Определение терминов к списку ядерных материалов, оборудования, специальных неядерных материалов и соответствующих технологий, подпадающих под экспортный контроль. Приложение 7 к приказу ГТК России от 24.12.2001 г. №1226 Указа Президента Российской Федерации от 14 февраля 1996 г. №202 (в редакции Указа Президента РФ от 21.06.2000 г. №1151)).Heavy water and any other deuterium compound in which the ratio of deuterium to hydrogen atoms exceeds 1: 5000 (Definition of terms on the list of nuclear materials, equipment, special non-nuclear materials and related technologies that are subject to export control. Appendix 7 to the order of the State Customs Committee of Russia dated 24.12. 2001 No. 1226 of the Decree of the President of the Russian Federation of February 14, 1996 No. 202 (as amended by the Decree of the President of the Russian Federation of June 21, 2000 No. 1151).
Изотопный состав водорода в воде выражается отношением содержания тяжелого изотопа к легкому (D/H) либо легкого к тяжелому (H/D). В международной практике общепринятой формой выражения изотопного состава водорода в веществе является величина δD, определяемая как отклонение изотопного состава водорода изучаемого вещества от изотопного состава водорода вещества, принимаемого за стандарт:The isotopic composition of hydrogen in water is expressed by the ratio of the content of the heavy isotope to light (D / H) or light to heavy (H / D). In international practice, the generally accepted form for expressing the isotopic composition of hydrogen in a substance is δD, which is defined as the deviation of the isotopic composition of hydrogen of the studied substance from the isotopic composition of hydrogen of a substance taken as a standard:
δD=(Rобразца/Rстандарта-1)·1000‰,δD = (R sample / R standard -1) · 1000 ‰,
где Rобразца - отношение дейтерия к протию (D/H) в образце, а Rстандарта - то же отношение в стандарте. В изотопных исследованиях в качестве стандарта принят стандарт SMOW (стандарт "среднеокеанической воды" - Standard Mean Ocean Water), δD которого принимается равным нулю и обозначается как δD=0‰ (SMOW).where R of the sample is the ratio of deuterium to protium (D / H) in the sample, and R of the standard is the same ratio in the standard. In isotope studies, the SMOW standard (Standard Mean Ocean Water) was adopted as the standard, δD of which is assumed to be zero and denoted as δD = 0 ‰ (SMOW).
Тяжелую воду разной степени обогащения ее D2O применяют в химии, биологии, гидрологии, как изотопный индикатор или трассер, в электронике, как среду для выращивания крупных и особо чистых монокристаллов, а также в ядерной физике, как исходный продукт для получения дейтерия. В основном и в большом количестве тяжелая вода применяется в энергетике, в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов в ядерных реакторах.Heavy water of varying degrees of enrichment with its D 2 O is used in chemistry, biology, hydrology, as an isotope indicator or tracer, in electronics, as a medium for growing large and highly pure single crystals, and also in nuclear physics, as an initial product for producing deuterium. Mostly and in large quantities, heavy water is used in energy, as a coolant and neutron moderator in nuclear reactors.
В чистом (концентрированном) виде тяжелая вода в природе не найдена. В природных водах тяжелая вода содержится в очень низких концентрациях, при отношении: 1 молекула воды, содержащая атом D, на 6000÷11000 молекул обычной воды, что в единицах δD составляет диапазон от +50 до -420‰ (SMOW) (Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы. - М.: Наука, 1983, 280 с.; Селецкий Ю.Б., Поляков В.А., Якубовский А.В., Исаев Н.В. Дейтерий и кислород-18 в подземных водах (масс-спектрометрические исследования). - М.: Недра, ВСЕГИНГЕО, 1973, 144 с.). Из всех природных вод вода атмосферных осадков и, соответственно, льдов на Северном и Южном полюсах Земли наиболее обеднены дейтерием. Величина δD этих вод достигает значений -420‰ (SMOW). Значения δD от 0 до +50‰ (SMOW) установлены как единичные наблюдения в малочисленных атмосферных осадках пустынь Африки. Практической значимости в производстве тяжелой воды эти воды не имеют. Наибольшим распространением на континентах пользуются воды, имеющие диапазон отношений дейтерия к протию от 1:6400 (поверхностные воды тропических стран) до 1:8400 (территории Заполярья), что соответствует диапазону величин δD от -15 до -250‰ (SMOW). Поверхностные воды территории России имеют преимущественно легкий изотопный состав при отношении дейтерия к протию от 1:7000 до 1:8400, что соответствует диапазону величин δD от -90 до -250‰ (SMOW). Из всех природных вод, доступных для промышленного использования, наибольшую концентрацию молекул тяжелой воды имеет океаническая вода: отношение D/H здесь составляет 1:6420,54, что соответствует величине δD, равной 0‰ (SMOW).In its pure (concentrated) form, heavy water was not found in nature. In natural waters, heavy water is contained in very low concentrations, with the ratio: 1 water molecule containing atom D per 6000 ÷ 11000 ordinary water molecules, which in units of δD is in the range from +50 to -420 ‰ (SMOW) (Ferronsky V. I., Polyakov V.A. Isotopy of the hydrosphere. - M .: Nauka, 1983, 280 p .; Seletsky Yu.B., Polyakov V.A., Yakubovsky A.V., Isaev N.V. Deuterium and oxygen 18 in groundwater (mass spectrometric studies) .- M .: Nedra, VSEGINGEO, 1973, 144 pp.). Of all natural waters, the water of precipitation and, accordingly, of ice at the North and South poles of the Earth is the most depleted in deuterium. The δD value of these waters reaches -420 ‰ (SMOW). Values of δD from 0 to + 50 ‰ (SMOW) were established as single observations in small atmospheric precipitations of African deserts. These waters have no practical significance in the production of heavy water. The most widespread on the continents are waters having a range of deuterium to protium ratios from 1: 6400 (surface waters of tropical countries) to 1: 8400 (territories of the Arctic), which corresponds to a range of δD values from -15 to -250 ‰ (SMOW). The surface waters of Russia have a predominantly light isotopic composition with a ratio of deuterium to protium from 1: 7000 to 1: 8400, which corresponds to a range of δD values from -90 to -250 ‰ (SMOW). Of all the natural waters available for industrial use, ocean water has the highest concentration of heavy water molecules: the D / H ratio here is 1: 6420.54, which corresponds to a δD value of 0 ‰ (SMOW).
Тяжелую воду (D2O) получают из обычной природной воды, концентрация дейтерия в которой мала, различными способами ее концентрирования. Промышленные методы получения тяжелой воды - многоступенчатый электролиз воды, дистилляция воды и водорода, ректификация водорода с последующим сожжением его в кислороде, многоступенчатый изотопный обмен обычной воды с водородсодержащими жидкостями и газами (аммиаком, водородом и др.), а также комбинации различных методов (Производство тяжелой воды. Перевод с английского. Под ред. Зельвенского Я.Д. - М.: Изд-во Иностранной литературы, 1961, 520 с.). При всех способах производства тяжелой воды технологический принцип производства основан на использовании на любой стадии производственного цикла продукта, полученного на предыдущей ступени обогащения.Heavy water (D 2 O) is obtained from ordinary natural water, the concentration of deuterium in which is low, in various ways of its concentration. Industrial methods for producing heavy water are multi-stage electrolysis of water, distillation of water and hydrogen, hydrogen distillation followed by its burning in oxygen, multi-stage isotopic exchange of ordinary water with hydrogen-containing liquids and gases (ammonia, hydrogen, etc.), as well as combinations of various methods (Production heavy water.Translated from English.Ed., Zelvensky Y.D. - Moscow: Publishing House of Foreign Literature, 1961, 520 p.). With all methods of producing heavy water, the technological principle of production is based on the use at any stage of the production cycle of the product obtained at the previous stage of enrichment.
В качестве исходного сырья для производства тяжелой воды иногда используется океаническая вода, как имеющая неограниченный объем запасов и как из всех природных вод имеющая наиболее тяжелый изотопный состав водорода. Отрицательным моментом при использовании океанической воды в качестве сырья является ее высокая соленость, что делает необходимым предварительное проведение ее дистилляции, низкая концентрация дейтерия, что требует переработки большого количества воды, сложность и большая стоимость доставки океанической воды к перерабатывающим предприятиям.Ocean water is sometimes used as a raw material for the production of heavy water, as it has unlimited reserves and, of all natural waters, has the heaviest isotopic composition of hydrogen. A negative point when using ocean water as a raw material is its high salinity, which makes it necessary to conduct distillation beforehand, a low concentration of deuterium, which requires the processing of a large amount of water, the complexity and high cost of delivering ocean water to processing enterprises.
Подземные пресные (питьевые) воды, в силу ограниченных запасов и низкого содержания в них дейтерия (содержания D ниже, чем в океанической воде), для производства тяжелой воды не используются. Подземные соленые (пластовые) воды, в том числе воды нефтяных и газовых месторождений, в силу их загрязненности минеральными и органическими соединениями, низкого содержания в них дейтерия (содержания D здесь также ниже, чем в океанической воде), сложности их извлечения и переработки, ограниченности запасов, а также по причине снижения пластового давления при их добыче, что негативно влияет на эффективность разработки нефтегазовых месторождений, для производства тяжелой воды также не используются.Underground fresh (drinking) water, due to limited reserves and low deuterium content (lower D content than in ocean water), is not used for the production of heavy water. Underground salt (formation) water, including water from oil and gas fields, due to their contamination with mineral and organic compounds, their low deuterium content (D content is also lower here than in ocean water), the complexity of their extraction and processing, and limited reserves, as well as due to a decrease in reservoir pressure during their production, which negatively affects the efficiency of the development of oil and gas fields, are also not used for the production of heavy water.
Общим недостатком известных способов производства тяжелой воды являются высокая энергоемкость производства, зависимость от сопутствующих производств, необходимость использования большого количества драгоценных металлов, а именно платины, применяемой в качестве катализатора, необходимость в переработке большого количества исходного дефицитного сырья, значительные капитальные и эксплуатационные расходы и, как следствие, высокая стоимость получаемого продукта. Так, для получения 1 кг тяжелой воды на сырье и технологическое обеспечение производства используется до 50 т обычной воды при необходимости неоднократного ее испарения и конденсации. При всех способах получения тяжелой воды наибольшее количество исходного сырья и основные затраты энергии на ее производство (более 90%) приходятся на первую ступень обогащения воды дейтерием, т.к. содержание дейтерия в используемых в качестве сырья материалах очень низкое.A common disadvantage of the known methods for the production of heavy water is the high energy intensity of production, the dependence on related industries, the need to use a large amount of precious metals, namely platinum, used as a catalyst, the need to process a large amount of raw scarce raw materials, significant capital and operating costs and, as consequence, the high cost of the resulting product. So, to obtain 1 kg of heavy water for raw materials and technological support for production, up to 50 tons of ordinary water is used if it needs to be repeatedly evaporated and condensed. With all methods of producing heavy water, the largest amount of feedstock and the main energy expenditures for its production (more than 90%) are in the first stage of water enrichment with deuterium, because the deuterium content in the materials used as raw materials is very low.
Задачей настоящего изобретения является получение воды с высоким содержанием дейтерия, превышающим содержание дейтерия в океанической воде, из вод, ранее для этих целей не использовавшихся, а именно из подземных вод, попутно извлекаемых при разработке и эксплуатации месторождений газов и углеводородов. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в получении тяжелой воды без специального ее обогащения непосредственно при добыче воды, в способе ее добычи, при котором происходит увеличение концентрации дейтерия в добываемом продукте в процессе его извлечения. Технический результат для получения тяжелой воды с высокой концентрацией дейтерия (с превышением значения D/H=1:5000) при традиционном способе производства состоит в снижении расходов сырья и энергии на ее производство при использовании в качестве сырья конденсационной воды месторождений газов и углеводородов, что позволяет исключить из традиционного производственного цикла первую ступень обогащения дейтерием воды и, соответственно, позволяет снизить расход первичного сырья и энергии, а также затрат на производственное оборудование первой ступени обогащения.The objective of the present invention is to obtain water with a high deuterium content exceeding the deuterium content in ocean water from waters previously not used for these purposes, namely from groundwater, recoverable during the development and operation of gas and hydrocarbon deposits. The technical result, to which the claimed invention is directed, consists in obtaining heavy water without its special enrichment directly during water production, in a method for its production, in which there is an increase in the concentration of deuterium in the extracted product in the process of its extraction. The technical result for obtaining heavy water with a high concentration of deuterium (with an excess of D / H = 1: 5000) with the traditional method of production is to reduce the cost of raw materials and energy for its production when using gas and hydrocarbon fields as condensation water, which allows to exclude from the traditional production cycle the first stage of enrichment with water deuterium and, accordingly, allows to reduce the consumption of primary raw materials and energy, as well as the cost of production equipment howling enrichment.
Для достижения указанного технического результата в качестве материала для получения тяжелой воды используется не пластовая подошвенная вода, расположенная в водоносном горизонте ниже газо-водяного и газонефтяного контакта, а подземная конденсационная и подземная остаточная вода месторождений газов и углеводородов, находящиеся выше этой границы. Добыча конденсационной и остаточной воды производится совместно с извлечением водородсодержащих газов месторождений. При таком месте и таком способе отбора подземных вод получаемая из продукции скважин конденсационная и остаточная вода обогащаются дейтерием как в пластовых условиях, так и в процессе поступления воды по колоннам скважин и транспортным коммуникациям. При этом подземные остаточные и конденсационные воды в процессе их извлечения в значительной степени обедняются солями и, в отличие от океанической воды, не требуют дистилляции.To achieve the technical result, the material for producing heavy water is not reservoir bottom water located in the aquifer below the gas-water and gas-oil contact, but underground condensation and underground residual water of gas and hydrocarbon deposits above this boundary. Condensation and residual water are produced in conjunction with the extraction of hydrogen-containing gas from the fields. With such a place and such a method of groundwater extraction, the condensation and residual water obtained from the production of wells is enriched with deuterium both in reservoir conditions and during the flow of water through the well strings and transport communications. At the same time, the underground residual and condensation waters in the process of their extraction are substantially depleted of salts and, unlike ocean water, do not require distillation.
Обогащение конденсационных и остаточных вод газовых залежей дейтерием при нахождении вод в пластовых условиях и в процессе их извлечения происходит в результате реакций изотопного обмена между парами воды и капельной конденсационной водой с водородсодержащими газами и жидкостями нефтяных и газовых залежей.The enrichment of condensation and residual water of gas deposits with deuterium when the water is in reservoir conditions and in the process of their extraction occurs as a result of isotope exchange reactions between water vapor and droplet condensation water with hydrogen-containing gases and liquids of oil and gas deposits.
В подземных условиях реакциям изотопного обмена способствуют высокое пластовое давление, снижающее испарение пластовых вод, и повышенное давление насыщенного пара водородсодержащих газов, по сравнению с давлением насыщенного пара паров воды в газовой шапке залежей, а также высокая степень изотопного фракционирования и изотопного равновесия между парами воды и водородсодержащими газами и жидкостями залежей, за счет длительного времени их совместного нахождения. Указанные свойства воды и газов и условия их нахождения приводят к снижению массы паров воды в газовых залежах относительно массы водородсодержащих газов залежей, в результате чего находящаяся в паровой фазе вода газовых залежей приходит в изотопное равновесие с преобладающими по массе водородсодержащими газами залежи.Underground conditions, isotope exchange reactions are promoted by high reservoir pressure, which reduces the evaporation of formation water, and increased pressure of saturated steam of hydrogen-containing gases, compared with the pressure of saturated steam of water vapor in the gas cap of deposits, as well as a high degree of isotopic fractionation and isotopic equilibrium between water vapor and hydrogen-containing gases and liquid deposits due to the long time they are together. The indicated properties of water and gases and the conditions for their location lead to a decrease in the mass of water vapor in gas deposits relative to the mass of hydrogen-containing gas in deposits, as a result of which the water of gas deposits in the vapor phase comes into isotopic equilibrium with the prevailing mass of hydrogen-containing gas in the reservoir.
При поступлении газа и паров воды по стволу скважин и транспортным коммуникациям пары воды конденсируются, и реакции изотопного обмена, указанные для пластовых условий, происходят между водородсодержащими газами и водой в жидкой фазе. При этом при снижении температуры газо-водяной смеси, по мере ее продвижения от забоя к устью скважины и в транспортных путях, степень обогащения воды дейтерием увеличивается, т.к. коэффициенты изотопного фракционирования для указанных реакций при низких температурах повышаются. Баланс вещества газо-водяной смеси в процессе ее транспортировки остается прежним, т.к. в колонну скважин и транспортные коммуникации поступает только конденсационная и остаточная вода из газовой залежи.When gas and water vapor enter the wellbore and transport communications, water vapor condenses, and the isotopic exchange reactions indicated for reservoir conditions occur between hydrogen-containing gases and water in the liquid phase. At the same time, as the temperature of the gas-water mixture decreases, as it moves from the bottom to the wellhead and in transport routes, the degree of water enrichment with deuterium increases, because the coefficients of isotopic fractionation for these reactions at low temperatures increase. The balance of the substance of the gas-water mixture during its transportation remains the same, because only condensation and residual water from the gas reservoir enters the well string and transport communications.
В отличие от конденсационных и остаточных вод газовых залежей, изотопный состав водорода вод, расположенных ниже газо-водяного и газонефтяного контактов (пластовых подошвенных вод), растворенными в них газами уравновешен быть не может, в силу многократного преобладания массы подошвенной воды над массой растворенных в ней газов. Изотопный состав водорода пластовых подошвенных вод в любой геологической ситуации остается обедненным дейтерием и соответствует изначальному природному фону.Unlike condensation and residual water of gas deposits, the isotopic composition of hydrogen in waters located below gas-water and gas-oil contacts (bottom water bottom) cannot be balanced by the gases dissolved in them, due to the multiple prevalence of the bottom water mass over the mass of dissolved water in it gases. The isotopic composition of hydrogen in bottom water in any geological situation remains deuterium depleted and corresponds to the initial natural background.
В отсутствие в газовых залежах водородсодержащих газов и жидкостей реакции изотопного обмена по водороду могут проходить только между парами воды и жидкой ее фазой. Поскольку парциальное давление и давление насыщенного пара (р) паров воды, обогащенных дейтерием, ниже, чем давление насыщенного пара изотопно-легких молекул воды (рН2 16О больше рН2 18О больше pHDO больше pDDO), то в процессе протекания реакций изотопного обмена дейтерий концентрируется в жидкой фазе (остаточной воде). В такой системе пары воды (конденсационная вода газовых залежей), в отличие от случая с присутствием водородсодержащих газов и жидкостей, дейтерием, напротив, обедняются.In the absence of hydrogen-containing gases and liquids in gas deposits, hydrogen isotope exchange reactions can take place only between water vapor and its liquid phase. Since the partial pressure and saturated vapor pressure (p) of water vapor enriched in deuterium are lower than the saturated vapor pressure of isotope-light water molecules (pH 2 16 O is greater than pH 2 18 O is more pHDO is greater than pDDO), then in the process of isotope exchange reactions deuterium is concentrated in the liquid phase (residual water). In such a system, water vapors (condensation water of gas deposits), in contrast to the case with the presence of hydrogen-containing gases and liquids, deuterium, on the contrary, are depleted.
Таким образом, обогащение природных вод дейтерием может произойти только в пластовых условиях и именно в насыщенной газом части водоносного горизонта. Обязательным условием обогащения конденсационных и остаточных вод дейтерием является присутствие в газовых залежах водородсодержащих жидкостей или газов.Thus, enrichment of natural waters with deuterium can occur only in reservoir conditions and in the gas-saturated part of the aquifer. A prerequisite for the enrichment of condensation and residual water with deuterium is the presence of hydrogen-containing liquids or gases in gas deposits.
ПримерExample
Отбиралась пластовая подошвенная вода продуктивного горизонта газоконденсатного месторождения, в составе газовой залежи которого присутствуют меркаптаны, водородсодержащие газы и конденсационная и остаточная вода из газовой залежи этого месторождения, попутно извлекаемая с газами. Температура на забое скважин составляла 95-110°С, на устье скважин - 23-37°С. Вода отбиралась на сепараторах, после полного разделения фракций воды, водородсодержащих газов и жидкостей. Изотопный состав водорода полученных вод анализировался на масс-спектрометре. Измерения изотопного состава водорода вод проводились компенсационным методом относительно международного стандарта SMOW. Результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2.The formation bottom water of the productive horizon of the gas condensate field was selected, the gas reservoir of which contains mercaptans, hydrogen-containing gases and condensation and residual water from the gas reservoir of this field, which is simultaneously extracted with gases. The temperature at the bottom of the wells was 95-110 ° С, at the wellhead - 23-37 ° С. Water was taken on separators, after complete separation of the fractions of water, hydrogen-containing gases and liquids. The hydrogen isotopic composition of the resulting water was analyzed on a mass spectrometer. The isotopic composition of water hydrogen was measured by the compensation method relative to the international standard SMOW. The research results are shown in tables 1 and 2.
Из представленных в таблицах результатов исследований следует, что попутно извлекаемые с газом конденсационные и остаточные воды продуктивного горизонта месторождения значительно обогащены дейтерием относительно подошвенных вод продуктивного горизонта. Из полученных данных также видно, что изотопный состав водорода попутно добываемых с газом конденсационных и остаточных вод при значениях отношений D/H, составляющих диапазон от 1:5681,90 до 1:1950, что соответствует диапазону величин δD от +130 до +2300‰ (SMOW), значительно превышает содержание дейтерия в океанической воде, отношение D/H в которой составляет величину 1:6420,54, что соответствует значению δD=0‰ (SMOW). Таким образом, при добыче конденсационных вод из газовых залежей месторождений можно без специального ее обогащения попутно получать воду с содержанием дейтерия, превышающим содержание дейтерия в океанической воде.From the research results presented in the tables, it follows that the condensation and residual waters of the productive horizon of the field simultaneously extracted with gas are significantly enriched in deuterium relative to the bottom waters of the productive horizon. It can also be seen from the obtained data that the isotopic composition of hydrogen in the condensation and residual waters produced simultaneously with gas at D / H ratios ranging from 1: 5681.90 to 1: 1950, which corresponds to a range of δD values from +130 to + 2300 ‰ (SMOW), significantly exceeds the deuterium content in ocean water, the D / H ratio in which is 1: 6420.54, which corresponds to the value δD = 0 ‰ (SMOW). Thus, when condensation water is extracted from gas deposits of fields, it is possible to obtain water along with deuterium content exceeding the deuterium content in ocean water without special enrichment.
Для некоторых отраслей промышленности требуется тяжелая вода с концентрацией дейтерия, превышающей значение D/H 1:5000. В традиционном многоступенчатом цикле производства тяжелой воды вода с таким содержанием дейтерия получается на самой энергоемкой первой ступени обогащения обычной природной воды, требующей расхода большого количества обычной воды, больших затрат энергии и металлоемкого оборудования (Производство тяжелой воды. Перевод с английского. Под ред. Зельвенского Я.Д. - М.: Изд-во Иностранной литературы, 1961, 520 с.). Из приведенных в таблице 2 данных видно, что концентрация дейтерия в конденсационных водах месторождений углеводородов может достигать значений 1:1950, т.е. значительно превышать величину D/H 1:5000. Таким образом, использование конденсационных вод месторождений газов и углеводородов в качестве сырья для производства тяжелой воды с высокой концентрацией дейтерия позволяет исключить из производственного цикла начальную стадию обогащения природных вод.Some industries require heavy water with a deuterium concentration in excess of D / H 1: 5000. In the traditional multi-stage production cycle of heavy water, water with such a deuterium content is obtained at the most energy-intensive first stage of enrichment of ordinary natural water, which requires the consumption of large amounts of ordinary water, high energy costs and metal-intensive equipment (Production of heavy water. Translation from English. Ed. By Zelvensky Y .D. - M.: Publishing House of Foreign Literature, 1961, 520 p.). From the data given in table 2, it can be seen that the concentration of deuterium in the condensation waters of hydrocarbon deposits can reach 1: 1950, i.e. significantly exceed the value of D / H 1: 5000. Thus, the use of condensation water from gas and hydrocarbon deposits as a raw material for the production of heavy water with a high concentration of deuterium allows us to exclude the initial stage of natural water enrichment from the production cycle.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132431/12A RU2393987C2 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Method of obtaining heavy water-d2 from underground water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132431/12A RU2393987C2 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Method of obtaining heavy water-d2 from underground water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008132431A RU2008132431A (en) | 2010-02-20 |
| RU2393987C2 true RU2393987C2 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42126566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008132431/12A RU2393987C2 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Method of obtaining heavy water-d2 from underground water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393987C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571781C1 (en) * | 2014-12-10 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья" (АО "СНИИГГиМС") | Isotopic method for water nature determination in product of gas and gas condensate deposits |
| RU2801453C2 (en) * | 2018-01-02 | 2023-08-08 | БОТЭНИКЕЛ УОТЕР ТЕКНОЛОДЖИС АйПи ЛТД | Isotope compositions ii |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU57968A1 (en) * | 1940-02-07 | 1940-11-30 | Л.М. Якименко | The method of obtaining heavy water |
| SU1692945A1 (en) * | 1989-09-01 | 1991-11-23 | М.В.Пищулин и М.В.Изотов | Device for obtaining heavy water |
| RU2182562C2 (en) * | 2000-06-07 | 2002-05-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем | Method of producing biologically active potable water with reduced content of deuterium and device for production of said water |
| RU2235057C2 (en) * | 2002-04-10 | 2004-08-27 | Рассадкин Юрий Павлович | Method for producing of hydrogen and energy by decomposition of water molecules as well as additional purification and activation thereof, including activation of water involved in living organism blood, and apparatus for effectuating the same |
| RU2006109197A (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Научный центр прединвестиционных исследований" (ОАО НЦПИ) (RU) | METHOD FOR DEVELOPMENT OF OIL AND GAS DEPOSITS AND COMPLEX OF EQUIPMENT FOR ITS IMPLEMENTATION |
-
2008
- 2008-08-07 RU RU2008132431/12A patent/RU2393987C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU57968A1 (en) * | 1940-02-07 | 1940-11-30 | Л.М. Якименко | The method of obtaining heavy water |
| SU1692945A1 (en) * | 1989-09-01 | 1991-11-23 | М.В.Пищулин и М.В.Изотов | Device for obtaining heavy water |
| RU2182562C2 (en) * | 2000-06-07 | 2002-05-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем | Method of producing biologically active potable water with reduced content of deuterium and device for production of said water |
| RU2235057C2 (en) * | 2002-04-10 | 2004-08-27 | Рассадкин Юрий Павлович | Method for producing of hydrogen and energy by decomposition of water molecules as well as additional purification and activation thereof, including activation of water involved in living organism blood, and apparatus for effectuating the same |
| RU2006109197A (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Научный центр прединвестиционных исследований" (ОАО НЦПИ) (RU) | METHOD FOR DEVELOPMENT OF OIL AND GAS DEPOSITS AND COMPLEX OF EQUIPMENT FOR ITS IMPLEMENTATION |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571781C1 (en) * | 2014-12-10 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья" (АО "СНИИГГиМС") | Isotopic method for water nature determination in product of gas and gas condensate deposits |
| RU2801453C2 (en) * | 2018-01-02 | 2023-08-08 | БОТЭНИКЕЛ УОТЕР ТЕКНОЛОДЖИС АйПи ЛТД | Isotope compositions ii |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008132431A (en) | 2010-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Recycling flowback water for hydraulic fracturing in Sichuan Basin, China: Implications for gas production, water footprint, and water quality of regenerated flowback water | |
| Thode et al. | Sulphur isotope abundances in petroleum and associated materials | |
| Zhang et al. | Geochemical characteristics of the Zhaolanzhuang sour gas accumulation and thermochemical sulfate reduction in the Jixian Sag of Bohai Bay Basin | |
| Mayrhofer et al. | Hydrochemistry and hydrogen sulfide generating processes in the Malm aquifer, Bavarian Molasse Basin, Germany | |
| Lin et al. | Formation mechanism of authigenic gypsum in marine methane hydrate settings: Evidence from the northern South China Sea | |
| Bagheri et al. | Origin of brine in the Kangan gasfield: isotopic and hydrogeochemical approaches | |
| Yu et al. | Genesis of formation water in the northern sedimentary basin of South China Sea: Clues from hydrochemistry and stable isotopes (D, 18O, 37Cl and 81Br) | |
| Tan et al. | Hydrogen, oxygen, helium and strontium isotopic constraints on the formation of oilfield waters in the western Qaidam Basin, China | |
| Hu et al. | The origin of natural gas and influence on hydrogen isotope of methane by TSR in the Upper Permian Changxing and the Lower Triassic Feixianguan Formations in northern Sichuan Basin, SW China | |
| Kotarba et al. | Mechanisms of generation of hydrogen sulphide, carbon dioxide and hydrocarbon gases from selected petroleum fields of the Zechstein Main Dolomite carbonates of the western part of Polish Southern Permian Basin: Isotopic and geological approach | |
| Zhang et al. | Ore geology, fluid inclusion and isotope geochemistry of the Xunyang Hg–Sb orefield, Qinling Orogen, central China | |
| Kotarba | Origin of natural gases in the Paleozoic-Mesozoic basement of the Polish Carpathian Foredeep | |
| Brogi et al. | Exploring sediment porewater dissolved organic matter (DOM) in a mud volcano: Clues of a thermogenic DOM source from fluorescence spectroscopy | |
| Azmy et al. | Source of diagenetic fluids from fluid-inclusion gas ratios | |
| Purnomo et al. | Geothermal systems on the island of Bali, Indonesia | |
| Tikhomirov | Hydrogeochemistry fundamentals and advances, groundwater composition and chemistry | |
| Wenhui et al. | H2S formation and enrichment mechanisms in medium to large scale natural gas fields (reservoirs) in the Sichuan Basin | |
| RU2393987C2 (en) | Method of obtaining heavy water-d2 from underground water | |
| Mazurenko et al. | Gas hydrate forming fluids on the NE Sakhalin slope, Sea of Okhotsk | |
| Zhang et al. | Hydrogeological Control on Coalbed Methane Geochemistry in CO2/N2-Enriched Secondary Microbial Gas Areas: A Case Study in the Eastern Section of the Southern Junggar Basin, NW China | |
| Mura et al. | Experimental simulation of H2 coinjection via a high-pressure reactor with natural gas in a low-salinity deep aquifer used for current underground gas storage | |
| Lavrushin et al. | Isotopic composition of oxygen and hydrogen in mud-volcanic waters from Taman (Russia) and Kakhetia (Eastern Georgia) | |
| Ishibashi et al. | Gas geochemistry of geothermal fluids from the Hatchobaru geothermal field, Japan | |
| Shanina et al. | Organic matter of the salt sequence in the southern part of the Yakshinskoe potassium–magnesium salt deposit | |
| Reyes et al. | Hydrogeochemical controls on brackish groundwater and its suitability for use in hydraulic fracturing: The Dockum Aquifer, Midland Basin, Texas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120808 |